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剑网3指尖江湖玄正:技術文章—教你用幾顆電阻提升萬用表精度

2019-06-04來源: EEWORLD關鍵字:萬用表

剑网3指尖江湖哪个职业 www.7886828.com 我最常用的萬用表是一塊優利德 UT33-A ,用了十多年了一直覺得很好使。在一百元以下的萬用表里面它的主要優點有:小巧,自動量程,3 3/4位讀數,用2節7號電池。從替下我的第一塊表DT9205之后,我對它的精度沒有懷疑過,不過也沒有和高檔儀器對比過。


去年底我買了一塊新出的ZT111萬用表來玩,對比時發現這兩個表測量1節5號電池的電壓居然有明顯的差值。相差幾個字可以理解,多了就有問題了。一般來說新表更可信,于是我翻出來以前買的10V電壓基準,把UT33-A校準一下看看。在這個萬用表的PCB背面,有兩個可變電阻,調VR1就是校準電壓基準用的。



意外的是,10V校準之后,測1節電池的電壓兩塊表的讀數依然相差不少,UT33-A明顯讀數高一些。若我調整UT33-A的VR1使測電池電壓兩表一致,測10V基準時UT33A的讀數又偏低了。我又拿出來UT61A四位半表一起對比,三打二勝,判斷還是UT33-A不準了。按照規格書上0.5%的直流精度,這只表的誤差也超標了,不合格。

也不知道當初買來時候是否是這樣了,已無從考證。我學習了一下萬用表原理,例如 //bbs.eeworld.com.cn/thread-476362-1-1.html 這里面講到的,普通自動表是用輸入電阻分壓的方式來擴展基本電壓量程的。例如我這塊 UT33-A, 最低量程是 400mV, 那么用 10:1 分壓就可以測量 4V, 用 100:1 分壓測量 40V. 因為表的輸入阻抗是10M歐,推測分壓網絡用一個公共的10M電阻,下面各自的電阻就成了:


4V量程

1/10

1.11111M

40V量程

1/100

101.010k

400V量程

1/1000

10.0100k


在UT33-A的PCB上找,果然發現這幾個值差不多的電阻:



拆下來排在一起看是這樣(拆之前我已決定要替換下它們了):


 


10M電阻是兩個5M的串聯得到,綠環表示精度 0.5%
1.11M電阻用在4V檔,精度不知道,沒有色環標。
101k電阻用在40V檔,藍色表示精度 0.25%
10k電阻用在400V檔,同樣精度 0.25%

如此看來我的這只UT33-A電壓檔誤差超過 0.5% 也是不足為怪的,只要電阻誤差在它們的上限(運氣不那么好,或者多年后電阻本身老化)。盡管我已買了性能更好的(9999最大顯示) ZT111,UT33A這么淘汰也未免可惜。作為學習也好,我決定將這些電阻“升級”一下,提升這個表的精度。

可惜除了10k,這幾個電阻都是特殊阻值,高精度也不易一次買齊。退而求其次,那就用常用值的串聯得到吧。從立創商城可以買到 0.1%誤差 25ppm 0805的精密貼片電阻,我就買來一些備著??悸橇寺虻玫降淖柚?,替換方案如下:


5M

1M+1M+1M+1M+1M

直接影響精度


1.1111M

1.1M+10k+1k+110

1k誤差1%影響10ppm

取消110影響90ppm

101.01k

100k+1k+10


取消10影響100ppm

10.010k

10k+10

10誤差1%影響10ppm

取消10影響0.1%


根據靈敏度分析,上面的組合中110歐和10歐電阻用普通的就可以了。UT33-A只是3 3/4位表,用0.1%電阻不篩選也夠日常使用。

今兒動工把電阻換成了貼片精密電阻。我使用了“疊羅漢”法直接搭焊:


  


 

換好之后再用10V基準校準一下電壓檔,再測量1節電池的電壓,讀數就和我的ZT111, UT61A一致了。果然找到了誤差源頭所在,升級成功。


關鍵字:萬用表

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